Isa ka hybrid nga DC circuit breaker
Ang karamihan sa mga DC molded-case circuit breakers ginagamit ang natural na hangin para sa pagpapatigil ng ark, at mayroong dalawang pangkaraniwang paraan ng pagpapatigil ng ark: ang isa ay ang tradisyonal na pagbubukas at pagsasara, kung saan ang mga contact ay nagpapahaba ng ark axial, habang ang conductive circuit ay naggagawa ng magnetic field na sumusunod at nagpapahaba ng ark, pinapahaba ito nang perpendicular sa axis ng ark. Ito ay hindi lamang nagpapahaba ng ark, kundi nagpapabilis din ng lateral na galaw, na nagbibigay ng pagkakataon para sa paglamig ng hangin upang matigil ang ark.
Ang iba pang paraan ay kung ang ark ay inililipat ng magnetic force sa arc chute, kasama ang electromagnetic force o ang magnetic field mula sa magnetic blowout coil, na nagdudulot ng mabilis na pagpapatigil ng ark. Kapag ang current ay bumaba sa isang tiyak na halaga (critical load current), sa panahon ng tradisyonal na pagbubukas, ang ark ay hindi maaaring matigil nang epektibo. Sa puntong ito, ang magnetic blowout force ay mahina, nagbibigay ng hindi sapat na driving force para sa galaw ng ark, na nagpapahinto nito mula sa pagpasok sa arc chute. Dahil dito, ang arc chute ay naging inutil, nagdudulot ng patuloy na pagkalat at pagkakaroon ng ark sa mahabang panahon, na lalo pa'y nagpapahaba ng oras ng pagpapatigil o kaya ay nagdudulot ng pagkasira sa pagpapatigil. Kaya, kinakailangan ng teknikal na optimisasyon sa panahon ng pagpapatigil sa critical load current upang matiyak ang mabilis na pagpapatigil ng ark.
Utility Model Content
Ang kasalukuyang utility model ay may layuning labanan ang mga kakulangan ng umiiral na teknolohiya, partikular na ang napakahabang oras ng pagkakaroon ng ark sa panahon ng pagpapatigil sa critical load current, sa pamamagitan ng pagbibigay ng hybrid DC circuit breaker. Ang device na ito ay maaaring autonomously deturminin kung ang load current ay nasa critical level sa panahon ng pagpapatigil ng breaker, at kung gayon, automatikong gamitin ang teknik ng current commutation upang mabilis na matigil ang ark na nabuo sa critical load current.
Ang kasalukuyang utility model ay partikular na gumagamit ng sumusunod na teknikal na solusyon upang tugunan ang nabanggit na problema: Isang hybrid DC circuit breaker na binubuo ng unang mechanical switch na konektado sa series sa main circuit, isang commutation circuit na konektado sa parallel sa unang mechanical switch, at isang drive circuit para pagsiklabin ang commutation circuit kapag energized. Ang hybrid DC circuit breaker ay mas higit pa sa:
Isang switching power supply, kung saan ang dalawang input terminals nito ay konektado sa parehong dulo ng unang mechanical switch;
Isang delay circuit, na konektado sa series sa pagitan ng output ng switching power supply at ang input ng drive circuit, na implementado sa pamamagitan ng hardware, upang i-delay ang output ng switching power supply sa isang preset na unang delay time bago ipadala ito sa drive circuit; ang suma ng unang delay time at ang establishment time ng switching power supply ay nagbibigay ng drive delay time, na mas malaki kaysa sa oras ng pagkakaroon ng ark ng hybrid DC circuit breaker sa non-critical load current conditions;
Isang ikalawang mechanical switch, na konektado sa series sa unang mechanical switch sa main circuit. Ang ikalawang mechanical switch ay mekanikal na nakakonekta sa unang mechanical switch ngunit gumagana nang may preset na time lag relative sa unang switch. Ang preset na oras na ito ay mas maliit kaysa sa difference ng drive delay time at ang non-critical load current arcing time.
Karagdagang, ang delay circuit ay ginagamit din upang itigil ang pag-supply ng power sa drive circuit pagkatapos magpadala ng output ng switching power supply sa drive circuit at panatilihin ito para sa ikalawang delay time. Preferably, ang delay circuit ay binubuo ng dalawang RC discharge circuits na konektado sa pamamagitan ng optocoupler.
Sa paghahambing sa prior art, ang teknikal na solusyon ng kasalukuyang utility model ay may sumusunod na benepisyong epekto: Tumutugon sa hamon ng pagpapatigil ng ark sa critical load current sa DC circuit breakers, ang kasalukuyang utility model ay nagdaragdag ng commutation circuit sa umiiral na scheme ng pagpapatigil, at sa pamamagitan ng purely hardware-based approach, nagbibigay-daan ito para sa circuit breaker na autonomously deturminin kung ang load current ay nasa critical level sa panahon ng pagpapatigil. Kapag gumagana sa critical load current, ang device ay autonomously gumagamit ng commutation technique upang mabilis at selektibong matigil ang ark na nabuo sa ganitong kondisyon.
Tulad ng ipinapakita sa Figure 3, ang proseso at prinsipyong operasyon ng hybrid DC circuit breaker sa kasalukuyang embodiment ay sumusunod:
Mula sa oras 0 hanggang T₀, ang sistema ay nasa normal na operasyon. Ang unang mechanical switch at ang ikalawang mechanical switch ay sarado. Ang switching power supply circuit ay hindi powered, at ang commutation circuit ay hindi aktibo.
Simula sa oras T₀, ang moving at fixed contacts ng unang mechanical switch ay nagsisimulang maghiwalay pisikal, na nagpapabuo ng ark sa kanyang terminal. Ang switching power supply ay gumagamit ng ark voltage bilang input power source at nagsisimulang itayo ang kanyang output. Kung ang circuit breaker ay nagpapatigil ng current na hindi nasa critical load level sa panahong ito, ang oras ng pagkakaroon ng ark ay mula T₀ hanggang T₁, at ang waveform ng ark voltage ay Uarc₁. Kung ang circuit breaker ay nagpapatigil ng critical load current, ang oras ng pagkakaroon ng ark ay lumalampas mula T₀ hanggang T₂, at ang waveform ng ark voltage ay Uarc₂.
Ang commutation circuit na ginagamit sa kasalukuyang utility model ay gagana lamang sa low-current critical load conditions. Kaya, hindi ito nangangailangan ng high-rated-current commutation components, na nagreresulta sa mas mababang construction cost para sa commutation circuit. Bukod dito, ang commutation control ay fully implemented sa pamamagitan ng hardware circuits, walang kailangan para sa logic control units o complex control algorithms.
